DE102020114222A1 - Drive for an electrical application and method for maintaining and fine-tuning the drive - Google Patents

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Janne Pakkala
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für eine elektrische Anwendung, insbesondere einen Elektromotor, wobei der Antrieb mindestens ein Mikrophon zum Erfassen von am Antrieb auftretenden Geräuschsignalen aufweist, wobei das Mikrophon mit einer Rechnervorrichtung zum Analysieren der erfassten Geräuschsignale verbindbar ist. Die erfassten Geräuschsignale können für einen Wartungsverfahren des Antriebs und/oder einen Feinabstimmungsverfahren eines Antriebssteuerungsverfahrens des Antriebs verwendet werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Wartungsverfahren, insbesondere ein vorausschauendes Wartungsverfahren für einen entsprechenden Antrieb. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Feinabstimmung eines Antriebssteuerungsverfahrens eines entsprechenden Antriebs.The present invention relates to a drive for an electrical application, in particular an electric motor, the drive having at least one microphone for detecting noise signals occurring on the drive, the microphone being connectable to a computer device for analyzing the recorded noise signals. The detected noise signals can be used for a maintenance method of the drive and / or a fine-tuning method of a drive control method of the drive. The present invention also relates to a maintenance method, in particular a predictive maintenance method for a corresponding drive. The present invention also relates to a method for fine-tuning a drive control method of a corresponding drive.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für eine elektrische Anwendung, wie z.B. einen Elektromotor, wobei der Antrieb mindestens ein Mikrophon zum Erfassen von Geräuschsignalen aufweist, die an dem Antrieb auftreten, wobei das Mikrophon mit einer Rechnervorrichtung zum Analysieren der erfassten Geräuschsignale durch Vergleichen der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen verbindbar ist. Die erfassten Geräuschsignale können für einen Wartungsverfahren des Antriebs und/oder einen Feinabstimmungsverfahren eines Antriebssteuerungsverfahrens des Antriebs verwendet werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf einen Wartungsverfahren, insbesondere einen vorausschauenden Wartungsverfahren für einen entsprechenden Antrieb. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Feinabstimmung eines Antriebssteuerungsverfahrens eines entsprechenden Antriebs.The present invention relates to a drive for an electrical application, such as an electric motor, the drive having at least one microphone for detecting noise signals that occur at the drive, the microphone having a computer device for analyzing the detected noise signals by comparing the detected noise signals can be connected to previously stored noise signals. The detected noise signals can be used for a maintenance method of the drive and / or a fine-tuning method of a drive control method of the drive. The present invention also relates to a maintenance method, in particular a predictive maintenance method for a corresponding drive. The present invention also relates to a method for fine-tuning a drive control method of a corresponding drive.

Antriebe werden z.B. zur Steuerung der Bewegung von elektrischen Anwendungen wie z.B. elektrischen Motoren verwendet. Diese Antriebe können so angepasst werden, dass sie eine elektrische Energieversorgung so umwandeln, dass ein gewünschtes Verhalten, wie z.B. eine gewünschte Drehzahl, ein gewünschtes Ausgangsdrehmoment oder eine gewünschte Position eines Elektromotors oder ähnliches erreicht wird. Um dieses Ziel zu erreichen, können Antriebe z.B. einen wechselnden Versorgungsstrom in einen Strom umwandeln, der zu einem gewünschten Motorverhalten führt.Drives are used, for example, to control the movement of electrical applications such as electric motors. These drives can be adapted in such a way that they convert an electrical energy supply in such a way that a desired behavior, such as a desired speed, a desired output torque or a desired position of an electric motor or the like, is achieved. In order to achieve this goal, drives can, for example, convert a changing supply current into a current that leads to a desired motor behavior.

Antriebe können aus zahlreichen Komponenten bestehen und verschiedene Funktionen erfüllen, die allein oder in Kombination miteinander die gewünschte Steuerung und/oder Stromversorgung der elektrischen Anwendung, wie z.B. des oben genannten Elektromotors, ermöglichen. Wie bei jeder Ausrüstung können auch Antriebe und ihre Komponenten Wartungsarbeiten, Abstimmungen und/oder Überwachungen erfordern, um die Antriebe am Laufen zu halten und um die von den Antrieben gesteuerten elektrischen Anwendungen am Laufen zu halten. Wartungsarbeiten, Abstimmung und/oder Überwachung der Antriebe können dadurch erschwert werden, dass die Antriebe nicht leicht zugänglich sind, dass Wartungsarbeiten zu unerwünschten Ausfallzeiten der elektrischen Anwendungen führen und/oder dass Überwachungseinrichtungen erhebliche zusätzliche Hardware und/oder Software-Anwendungen darstellen.Drives can consist of numerous components and fulfill various functions that, alone or in combination with one another, enable the desired control and / or power supply of the electrical application, such as the above-mentioned electric motor. As with any equipment, drives and their components may require maintenance, tuning, and / or monitoring to keep the drives running and to keep the electrical applications controlled by the drives running. Maintenance work, coordination and / or monitoring of the drives can be made more difficult by the fact that the drives are not easily accessible, that maintenance work leads to undesired downtimes of the electrical applications and / or that monitoring devices represent significant additional hardware and / or software applications.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Antriebe besser zu überwachen, so dass Wartungsarbeiten und ein Abstimmen der Antriebe erleichtert und/oder reduziert werden können oder mit entsprechend reduzierten Ausfallzeiten der Antriebe und der von den Antrieben angetriebenen elektrischen Anwendungen besser vorgeplant werden können. Dieses Ziel wird sowohl durch einen Antrieb nach Anspruch 1 als auch durch die Wartungs- und Abstimmungsverfahren nach den Ansprüchen 8 und 9 erreicht.One object of the present invention is therefore to better monitor drives, so that maintenance work and coordination of the drives can be facilitated and / or reduced or can be better planned in advance with correspondingly reduced downtimes of the drives and the electrical applications driven by the drives. This goal is achieved both by a drive according to claim 1 and by the maintenance and tuning method according to claims 8 and 9.

Erfindungsgemäß ist ein Antrieb für eine elektrische Anwendung, insbesondere einen Elektromotor, vorgesehen, wobei der Antrieb mindestens ein Mikrophon und/oder einen Piezosensor und/oder einen Wellensensor zur Erfassen von am Antrieb auftretenden Geräuschsignalen aufweist, wobei das Mikrophon mit einer Rechnervorrichtung zur Analyse der erfassten Geräuschsignale durch Vergleichen der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen verbindbar ist. Die erfassten Geräuschsignale können für Zwecke wie z.B. Verfahren wie einem Wartungsverfahren des Antriebs und/oder einen Feinabstimmungsverfahren eines Antriebssteuerungsverfahrens des Antriebs verwendet werden. Die erfassten Geräuschsignale können auch für weitere Zwecke wie z.B. Produktionstests und/oder Fehlersuche am Antrieb verwendet werden.According to the invention, a drive for an electrical application, in particular an electric motor, is provided, the drive having at least one microphone and / or a piezo sensor and / or a shaft sensor for detecting noise signals occurring on the drive, the microphone having a computer device for analyzing the detected Sound signals can be connected by comparing the detected sound signals with previously stored sound signals. The detected noise signals can be used for purposes such as methods such as a maintenance procedure of the drive and / or a fine-tuning procedure of a drive control method of the drive. The recorded noise signals can also be used for other purposes such as production tests and / or troubleshooting on the drive.

Das Mikrofon kann so gewählt werden, dass es akustische und/oder Vibrationsgeräusche erfasst, die am Antrieb oder in der Nähe des Antriebs auftreten. Der Begriff Mikrofon kann in einem weiten Sinne verstanden werden und kann jede akustische Geräuschaufnahmevorrichtung umfassen. Das Geräusch kann z.B. durch Vibrationen der Komponenten des Antriebs entstehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Geräusch auch durch Vibrationen entstehen, die von akustischen Quellen erzeugt werden, die keine Komponenten des Antriebs selbst sind. Die gegenwärtig verwendeten Begriffe „Geräuschsignale“ und „Signale“ können sich eindeutig auch auf ein einzelnes Geräuschsignal oder ein einzelnes allgemeines Signal von unbestimmter Länge oder Größe beziehen.The microphone can be selected so that it detects acoustic and / or vibration noises that occur on the drive or in the vicinity of the drive. The term microphone can be understood in a broad sense and can include any acoustic noise pickup device. The noise can arise, for example, from vibrations in the drive components. Alternatively or in addition, the noise can also be caused by vibrations that are generated by acoustic sources that are not components of the drive itself. The terms “noise signals” and “signals” currently used can clearly refer to a single noise signal or a single general signal of indefinite length or size.

Die erfassten Schwingungen können dem normalen Betrieb des Antriebs entsprechen, aber auch auf eine Fehlfunktion des Antriebs, seiner einzelnen Komponenten oder sogar auf Komponenten hinweisen, die nicht direkt mit dem Antrieb verbunden sind, sondern lediglich auf irgendeine strukturelle, elektrische oder andere Weise mit dem Antrieb in Verbindung stehen. So kann z.B. ein Flüssigkeitskühlkreislauf des Frequenzumrichters unter normalen Betriebsbedingungen eine bestimmte Art von Geräuschen erzeugen. Dieses Geräusch kann sich jedoch im Falle einer Fehlfunktion des Flüssigkeitskühlkreislaufs ändern. Diese Geräuschveränderung kann für das Mikrofon hörbar sein. Das Mikrofon kann daher zur Erkennung von Fehlfunktionen des Antriebs oder zur Erkennung von Anzeichen für zukünftige Fehlfunktionen des Antriebs oder seiner Umgebung verwendet werden.The detected vibrations can correspond to normal operation of the drive, but also indicate a malfunction of the drive, its individual components or even components that are not directly connected to the drive, but only to the drive in some structural, electrical or other way stay in contact. For example, a liquid cooling circuit of the frequency converter can generate a certain type of noise under normal operating conditions. However, this sound may change in the event of a malfunction in the liquid cooling circuit. This change in noise can be audible to the microphone. The microphone can therefore be used to detect malfunctions in the drive or to identify signs of future malfunctions in the drive or its surroundings.

Um den korrekten Zustand des Antriebs oder das korrekte Phänomen, das am Antrieb auftritt, wie z.B. einen fehlerhaften Flüssigkeitskühlkreislauf oder eine andere beschädigte Komponente, zu erkennen, können Referenz-Geräuschsignale im Rechnervorrichtung gespeichert werden. Die gespeicherten Referenz-Geräuschsignale können Fehlfunktionen wie den oben beschriebenen oder anderen für den Antrieb relevanten Phänomenen entsprechen, die im Folgenden näher beschrieben werden. Die Rechnervorrichtung kann daher die vom Mikrofon erfassten Geräuschsignale auswerten und diese erfassten Signale mit den gespeicherten Referenzsignalen vergleichen. Ein Phänomen, das einem gespeicherten Geräuschsignal entspricht, kann daher aus dem Vergleich des erfassten Geräuschsignals des Antriebs oder seiner Umgebung mit einem gespeicherten Referenz-Geräuschsignal abgeleitet werden. Das gespeicherte Referenz-Geräuschsignal muss eindeutig einem relevanten Phänomen zugeordnet werden, damit die Rechnervorrichtung ein erfasstes Geräuschsignal korrekt einem relevanten Phänomen zuordnen kann.In order to identify the correct state of the drive or the correct phenomenon occurring on the drive, such as a faulty liquid cooling circuit or another damaged component, reference noise signals can be stored in the computer device. The stored reference noise signals can correspond to malfunctions such as those described above or other phenomena relevant to the drive, which are described in more detail below. The computer device can therefore evaluate the noise signals recorded by the microphone and compare these recorded signals with the stored reference signals. A phenomenon which corresponds to a stored noise signal can therefore be derived from the comparison of the recorded noise signal of the drive or its surroundings with a stored reference noise signal. The stored reference noise signal must be clearly assigned to a relevant phenomenon so that the computer device can correctly assign a detected noise signal to a relevant phenomenon.

Da die erfassten Geräuschsignale bestimmte am Antrieb auftretende Phänomene anzeigen können, können diese Geräuschsignale daher in Verbindung mit verschiedenen dem Antrieb zugeordneten Verfahren verwendet werden. Beispielsweise können die Geräuschsignale als Eingangsdaten für ein Wartungsverfahren für den Antrieb oder für Geräte in der Nähe des Antriebs verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ können die Geräuschsignale als Eingangsdaten für ein Feinabstimmungsverfahren eines Antriebsregelverfahrens des Antriebs verwendet werden. Bei den Geräuschsignalen kann es sich um Signale handeln, die vom Antrieb oder von einer anderen Geräuschquelle als dem Antrieb stammen. Daher kann die vorliegende Erfindung auch im Zusammenhang mit Verfahren verwendet werden, die an anderen Vorrichtungen als dem Antrieb selbst auftreten.Since the recorded noise signals can indicate certain phenomena occurring on the drive, these noise signals can therefore be used in connection with various methods associated with the drive. For example, the noise signals can be used as input data for a maintenance procedure for the drive or for devices in the vicinity of the drive. Additionally or alternatively, the noise signals can be used as input data for a fine-tuning method of a drive control method of the drive. The noise signals can be signals that originate from the drive or from a source of noise other than the drive. Therefore, the present invention can also be used in connection with methods that occur on devices other than the drive itself.

Die Rechnervorrichtung kann alle Komponenten und/oder Software umfassen, die für die Verarbeitung und/oder Analyse der erfassten Geräuschsignale erforderlich sind, insbesondere eine CPU, Speichervorrichtungen, Stromversorgungen und Kommunikationsmittel zur Verbindung der Rechnervorrichtung mit dem Mikrofon und/oder anderen Rechnervorrichtungen. Abhängig von der tatsächlichen elektrischen Anwendung, die mit dem Antrieb verbunden ist, können verschiedene Geräuschsignale und verschiedene entsprechende Phänomene als relevant definiert und in der Rechnervorrichtung für den Vergleich mit den erfassten Geräuschsignalen gespeichert werden.The computer device can include all components and / or software that are required for processing and / or analysis of the recorded noise signals, in particular a CPU, storage devices, power supplies and communication means for connecting the computer device to the microphone and / or other computer devices. Depending on the actual electrical application associated with the drive, various noise signals and various corresponding phenomena can be defined as relevant and stored in the computing device for comparison with the detected noise signals.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Antrieb einen Frontend- oder Eingangsgleichrichter, einen Wechselrichterantrieb, eine Steuerung, einen Frequenzumrichter, einen Wechselrichter, einen Umrichter und/oder einen Frontend-Antrieb. Der Antrieb kann eine Kombination aus einer der genannten und/oder noch anderen Anwendungen umfassen. Der Antrieb kann in einem Gehäuse angeordnet sein, eine geschlossene Komponente darstellen und in einigen Ausführungsformen verschiedene Anwendungen umfassen. Der Antrieb kann einen Stromversorgungsanschluss zur Bereitstellung elektrischer Energie für die angetriebene und/oder die elektrische Anwendung, Befestigungsteile zur Befestigung des Antriebs in einer gewünschten Position und/oder Ein-/Ausgabemittel zur Eingabe von Daten in die elektrische Anwendung und zur Ausgabe von Informationen aus der elektrischen Anwendung umfassen.In a preferred embodiment of the invention, the drive comprises a front-end or input rectifier, an inverter drive, a controller, a frequency converter, an inverter, a converter and / or a front-end drive. The drive can comprise a combination of one of the named and / or other applications. The drive can be arranged in a housing, represent a closed component and, in some embodiments, comprise various applications. The drive can have a power supply connection for providing electrical energy for the driven and / or electrical application, fastening parts for fastening the drive in a desired position and / or input / output means for inputting data into the electrical application and for outputting information from the electrical application include.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mikrofon ein akustisches oder ein vibroakustisches Mikrofon und/oder ein Piezosensor und/oder ein Wellensensor. Das Mikrofon kann auf einer Platine des Antriebs oder der Recheneinrichtung des Antriebs integriert sein. Die Integration des Mikrofons auf einer Leiterplatte stellt eine kostengünstige Möglichkeit dar, ein Mikrofon am Antrieb bereitzustellen. Dementsprechend kann das Mikrofon innerhalb eines Gehäuses des Antriebs bereitgestellt werden. Da der Antrieb in einem Gehäuse untergebracht sein kann, kann das Mikrofon anschließend auch innerhalb dieses Gehäuses bereitgestellt werden. Um die Funktion des Mikrofons zu erleichtern, kann das Gehäuse des Antriebs Öffnungen aufweisen. Geräusche, die von der Außenseite des Antriebs ausgehen, können vom Mikrofon durch die Öffnungen besser erfasst werden.In another preferred embodiment of the invention, the microphone is an acoustic or a vibroacoustic microphone and / or a piezo sensor and / or a wave sensor. The microphone can be integrated on a circuit board of the drive or the computing device of the drive. The integration of the microphone on a circuit board is a cost-effective way of providing a microphone on the drive. Accordingly, the microphone can be provided within a housing of the drive. Since the drive can be accommodated in a housing, the microphone can then also be provided within this housing. In order to facilitate the function of the microphone, the housing of the drive can have openings. Noises emanating from the outside of the drive can be better picked up by the microphone through the openings.

Alternativ oder zusätzlich kann ein Mikrofon vorgesehen werden, das außerhalb des Gehäuses des Antriebs positioniert werden kann. Eine entsprechende Ausführung mit einem externen Mikrofon kann die Nachrüstung vorhandener Antriebe erleichtern, so dass ein nach dem Stand der Technik bekannter Antrieb leicht in einen erfindungsgemäßen Antrieb umgewandelt werden kann. Aber auch ein internes Mikrophon kann zur Nachrüstung eines vorhandenen Antriebs verwendet werden. In diesem Fall kann ein Antrieb ohne Mikrophon so nachgerüstet werden, dass er der vorliegenden Erfindung entspricht, indem Komponenten einer vorhandenen Rechnervorrichtung des Antriebs durch Komponenten ersetzt werden, die ein oder mehrere integrierte Mikrophone umfassen. Die genannten integrierten Mikrofone können z.B. auf einer Platine der Rechnervorrichtung vorgesehen werden.Alternatively or additionally, a microphone can be provided which can be positioned outside the housing of the drive. A corresponding design with an external microphone can facilitate the retrofitting of existing drives, so that a drive known from the prior art can easily be converted into a drive according to the invention. An internal microphone can also be used to retrofit an existing drive. In this case, a drive without a microphone can be retrofitted in such a way that it corresponds to the present invention by replacing components of an existing computer device of the drive with components which comprise one or more integrated microphones. The integrated microphones mentioned can be provided, for example, on a circuit board of the computer device.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Rechnervorrichtung mit dem einen Mikrofon verbunden. Die Rechnervorrichtung kann einen integralen Bestandteil des Antriebs bilden. Die Verbindung zwischen der Rechnervorrichtung und dem Mikrofon kann nicht nur optional, sondern auch dauerhaft sein. Die Rechenanlage kann im gleichen Gehäuse wie die übrigen Komponenten des Antriebs untergebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Rechnervorrichtung oder ein Teil einer Rechnervorrichtung getrennt von den übrigen Komponenten des Antriebs, insbesondere außerhalb des Antriebsgehäuses, vorgesehen werden. Diese Anordnung kann die Nachrüstung eines vorhandenen Antriebs erleichtern und auch die Verwendung einer zentralen Rechnervorrichtung in Verbindung mit einem Antrieb ermöglichen. Der Antrieb kann mehr als eine Rechnervorrichtung umfassen. Der Antrieb kann von mindestens einer seiner Rechnervorrichtungen beabstandet sein.In another preferred embodiment of the invention, the computer device is connected to the one microphone. The computing device can form an integral part of the drive. The connection between the Computing device and the microphone can be not only optional but also permanent. The computer system can be housed in the same housing as the other components of the drive. Alternatively or additionally, a computer device or a part of a computer device can be provided separately from the other components of the drive, in particular outside the drive housing. This arrangement can facilitate the retrofitting of an existing drive and also enable the use of a central computer device in connection with a drive. The drive can comprise more than one computing device. The drive can be spaced from at least one of its computing devices.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Rechnervorrichtung mit einem Wartungsrechner verbunden. Der Wartungsrechner kann sich an einem von dem Antrieb getrennten Ort befinden, insbesondere an einem anderen Ort als der Antrieb, wie z.B. am Standort des Herstellers oder eines Dienstleisters des Antriebs. Der Antrieb, oder genauer gesagt, die Rechnervorrichtung, an das der Antrieb angeschlossen ist, kann über das Internet oder eine andere Form einer Verbindung, insbesondere einer Fernverbindung, mit dem Wartungsrechner verbunden sein. Der Wartungsrechner kann mit einer Vielzahl von Antrieben oder Rechnervorrichtungen von Antrieben verbunden sein. Der Wartungsrechner kann große Datenmengen umfassen, die repräsentativ für Geräuschsignale sind, die bei verschiedenen Arten von Antrieben auftreten. Die im Wartungsrechner gespeicherten Daten können regelmäßig aktualisiert werden, um alle möglichen Arten von Geräuschsignalen zu erfassen, die an den Antrieben auftreten. Der Wartungsrechner kann daher als ein zentralisiertes Wartungswerkzeug fungieren, das die zentrale und/oder Fernwartung oder Überwachung einer Vielzahl von Antrieben ermöglicht. Die Verwendung des Wartungsrechners ermöglicht es, die Antriebe zu warten oder zu überwachen, ohne notwendigerweise einen Ingenieur am Standort des einzelnen Antriebs zu beschäftigen, wodurch die Wartungs- oder Überwachungsaufgabe vereinfacht wird.In another preferred embodiment of the invention, the computer device is connected to a maintenance computer. The maintenance computer can be located at a location separate from the drive, in particular at a different location than the drive, e.g. at the location of the manufacturer or a service provider of the drive. The drive, or more precisely the computer device to which the drive is connected, can be connected to the maintenance computer via the Internet or some other form of connection, in particular a remote connection. The maintenance computer can be connected to a multiplicity of drives or computer devices of drives. The maintenance computer can contain large amounts of data that are representative of noise signals that occur with different types of drives. The data stored in the maintenance computer can be updated regularly in order to record all possible types of noise signals that occur on the drives. The maintenance computer can therefore function as a centralized maintenance tool that enables central and / or remote maintenance or monitoring of a large number of drives. The use of the maintenance computer makes it possible to maintain or monitor the drives without necessarily employing an engineer at the location of the individual drive, which simplifies the maintenance or monitoring task.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Rechnervorrichtung und/oder der Antrieb durch verbale Eingabe eines Bedieners in das Mikrofon steuerbar. Die Rechnervorrichtung kann so angepasst werden, dass sie Worte, die z.B. von einem Bediener in das Mikrofon gesprochen werden, in Befehle umwandelt, die den Betrieb des Antriebs und/oder der Rechnervorrichtung steuern. Diese Funktion kann verwendet werden, um die Architektur und die Verwendung des Antriebs zu vereinfachen. Zusätzlich oder alternativ kann das Mikrofon verwendet werden, um eine akustische Verbindung zwischen einem am Antrieb anwesenden Bediener und einem Wartungsspezialisten herzustellen, der sich am Standort des zuvor beschriebenen Wartungscomputers oder an einem anderen Standort befindet. Am Frequenzumrichter kann ein Lautsprecher und/oder ein Display angebracht werden, was die Kommunikation zwischen einem Bediener am Standort des Frequenzumrichters und dem oben genannten Wartungsspezialisten erleichtern kann.In another preferred embodiment of the invention, the computer device and / or the drive can be controlled by a verbal input of an operator into the microphone. The computing device can be adapted so that it converts words spoken into the microphone by an operator, for example, into commands that control the operation of the drive and / or the computing device. This feature can be used to simplify the architecture and use of the drive. Additionally or alternatively, the microphone can be used to create an acoustic connection between an operator present at the drive and a maintenance specialist who is at the location of the maintenance computer described above or at another location. A loudspeaker and / or a display can be attached to the frequency converter, which can facilitate communication between an operator at the frequency converter location and the above-mentioned maintenance specialist.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mehr als ein Mikrofon vorgesehen. Wenn mehr als ein Mikrophon mit der Erfindung verwendet wird, können selbstverständlich die gleichen oder verschiedene Arten von Mikrophonen verwendet werden. Zwei oder mehr Mikrofone können zur Unterstützung im Falle einer Fehlfunktion eines der Mikrofone verwendet werden. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung mehrerer Mikrofone die Lokalisierung von Geräuschquellen durch Triangulation. Beispielsweise können vier Mikrofone im Antrieb verwendet werden, die nicht in einer Ebene ausgerichtet sind. In diesem Fall könnten die vier Mikrofone z.B. in oder in der Nähe von vier verschiedenen Ecken eines quaderförmigen Antriebsgehäuses vorgesehen werden. Sollten innerhalb oder außerhalb des Antriebsgehäuses akustische Phänomene auftreten, würden die entsprechenden Geräusche zeitweise die vier verschiedenen Mikrofone erreichen, die vom Abstand zwischen der Geräuschquelle und den einzelnen Mikrofonen abhängen. Aus den genauen Zeitpunkten, zu denen das Geräuschsignal die einzelnen Mikrofone erreicht, könnte dann die Position der Geräuschquelle bestimmt werden.In another preferred embodiment of the invention, more than one microphone is provided. Of course, when more than one microphone is used with the invention, the same or different types of microphones can be used. Two or more microphones can be used to provide assistance in the event of a malfunction of one of the microphones. In addition, the use of several microphones enables the localization of noise sources by triangulation. For example, four microphones can be used in the drive that are not aligned in one plane. In this case, the four microphones could be provided in or near four different corners of a cuboid drive housing, for example. Should acoustic phenomena occur inside or outside the drive housing, the corresponding noises would temporarily reach the four different microphones, which depend on the distance between the noise source and the individual microphones. The position of the noise source could then be determined from the exact times at which the noise signal reaches the individual microphones.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf ein Wartungsverfahren, insbesondere ein vorausschauendes Wartungsverfahren nach Anspruch 8. Das Wartungsverfahren bezieht sich auf einen Antrieb gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und umfasst die folgenden Schritte

  • • Erfassen der am Antrieb auftretenden Geräuschsignale;
  • • Vergleichen der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen; und
  • • Ausgeben von Ausgangssignalen als Funktion des Vergleichs der erfassten Geräuschsignale mit den zuvor gespeicherten Geräuschsignalen.
The present invention is also directed to a maintenance method, in particular a predictive maintenance method according to claim 8. The maintenance method relates to a drive according to one of claims 1 to 7 and comprises the following steps
  • • Recording of the noise signals occurring on the drive;
  • • Compare the recorded noise signals with previously stored noise signals; and
  • • Output of output signals as a function of the comparison of the recorded noise signals with the previously stored noise signals.

Die am Antrieb auftretenden Geräuschsignale können von dem mindestens einen Mikrofon erfasst werden. Die Geräusche können überall innerhalb und/oder außerhalb des Antriebs auftreten. Die Erfassung der Geräuschsignale kann die Speicherung der erfassten Geräuschsignale in einer Speichervorrichtung des Antriebs umfassen.The noise signals occurring on the drive can be recorded by the at least one microphone. The noises can occur anywhere inside and / or outside the drive. The acquisition of the noise signals can include the storage of the acquired noise signals in a storage device of the drive.

Ein Vergleich der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen kann mit Hilfe der Rechnervorrichtung durchgeführt werden. Die Rechnervorrichtung kann Software zum Vergleich von Geräuschsignalen untereinander aufweisen. Als Ergebnis des von der Software durchgeführten Vergleichs können Paare ähnlicher Geräuschsignale identifiziert werden, wobei ein Geräuschsignal des Paares von Geräuschsignalen ein vom Mikrofon erfasstes Geräuschsignal und das andere Geräuschsignal des Paares ein zuvor gespeichertes Geräuschsignal ist, das mit dem Auftreten eines Phänomens am oder in der Nähe des Antriebs korreliert ist, wie z.B. einer Fehlfunktion oder eines akustischen Phänomens, das gewöhnlich einer Fehlfunktion vorausgeht. Mit Hilfe dieses Vergleichs kann ein erfasstes Geräuschsignal mit dem Auftreten eines Phänomens am Antrieb, wie z.B. der genannten Fehlfunktion, korreliert werden.A comparison of the recorded noise signals with previously stored noise signals can be carried out with the aid of the computer device will. The computer device can have software for comparing noise signals with one another. As a result of the comparison carried out by the software, pairs of similar noise signals can be identified, with one noise signal of the pair of noise signals being a noise signal detected by the microphone and the other noise signal of the pair being a previously stored noise signal that occurs with the occurrence of a phenomenon at or in the vicinity of the drive is correlated, such as a malfunction or an acoustic phenomenon that usually precedes a malfunction. With the help of this comparison, a detected noise signal can be correlated with the occurrence of a phenomenon on the drive, such as the malfunction mentioned.

Wenn ein erfasstes Geräuschsignal mit einem Phänomen korreliert wird, kann der Antrieb zum Ausgeben eines Signals ausgebildet sein. Das Ausgangssignal kann in Abhängigkeit vom Vergleich der erfassten Geräuschsignale mit den zuvor gespeicherten Geräuschsignalen variieren. Das Ausgangssignal kann auf einer Anzeigevorrichtung des Frequenzumrichters angezeigt und/oder an ein anderes Gerät übertragen werden, z. B. an ein Wartungswerkzeug oder einen Wartungscomputer eines Bedieners oder eines Wartungsspezialisten. Das Ausgangssignal kann Informationen über das erfasste Geräuschsignal und/oder über das mit dem erfassten Geräuschsignal korrelierten Phänomen aufweisen. Das Ausgangssignal kann Informationen über das erfasste Geräuschsignal wie z.B. den Zeitpunkt seines Auftretens, den Ort seiner Rauschquelle und/oder eine Aufzeichnung oder eine Audiodatei des tatsächlich erfassten Geräuschsignals aufweisen. Wenn sich herausstellt, dass das erfasste Geräuschsignal auf eine voraussichtliche Fehlfunktion hindeutet, dann kann das erfasste Geräuschsignal einige Wartungsaktivitäten auslösen, so dass z.B. eine vorausschauende Wartung mit Hilfe der gegenwärtig offengelegten Vorrichtung und Verfahrens durchgeführt werden kann.If a detected noise signal is correlated with a phenomenon, the drive can be designed to output a signal. The output signal can vary as a function of the comparison of the detected noise signals with the previously stored noise signals. The output signal can be displayed on a display device of the frequency converter and / or transmitted to another device, e.g. B. to a maintenance tool or a maintenance computer of an operator or a maintenance specialist. The output signal can have information about the detected noise signal and / or about the phenomenon correlated with the detected noise signal. The output signal can contain information about the detected noise signal such as the time of its occurrence, the location of its noise source and / or a recording or an audio file of the noise signal actually detected. If the detected sound signal is found to be indicative of a probable malfunction, then the detected sound signal can trigger some maintenance activities so that, for example, predictive maintenance can be performed using the currently disclosed apparatus and method.

Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Feinabstimmungsverfahren nach Anspruch 9 gerichtet. Das Feinabstimmungsverfahren bezieht sich auf ein Antriebssteuerungsverfahren für einen Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und umfasst die folgenden Schritte

  • • Erfassen der am Antrieb auftretenden Geräuschsignale;
  • • Erfassen von Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien der elektrischen Anwendung und/oder des Antriebs;
  • • Vergleichen der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen;
  • • Vergleichen der erfassten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien mit zuvor gespeicherten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien; und
  • • Variieren der Eingangskennlinien als Funktion des Vergleichs der erfassten Geräuschsignale mit den zuvor gespeicherten Geräuschsignalen und/oder als Funktion des Vergleichs der erfassten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien mit zuvor gespeicherten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien, so dass die am Antrieb auftretenden Geräuschsignale minimiert und/oder die Ausgangskennlinien der elektrischen Anwendung maximiert werden.
The present invention is also directed to a fine tuning method according to claim 9. The fine-tuning method relates to a drive control method for a drive according to any one of claims 1 to 7 and comprises the following steps
  • • Recording of the noise signals occurring on the drive;
  • • Recording of output and / or input characteristics of the electrical application and / or the drive;
  • • Compare the recorded noise signals with previously stored noise signals;
  • • Compare the recorded output and / or input characteristics with previously saved output and / or input characteristics; and
  • • Varying the input characteristics as a function of the comparison of the recorded noise signals with the previously stored noise signals and / or as a function of the comparison of the recorded output and / or input characteristics with previously saved output and / or input characteristics, so that the noise signals occurring on the drive are minimized and / or the output characteristics of the electrical application are maximized.

Wie bei dem zuvor beschriebenen Wartungsverfahren umfasst Das Feinabstimmungsverfahren das Erfassen der am Antrieb auftretenden Geräuschsignale. Die am Antrieb auftretenden Geräuschsignale können von mindestens einem Mikrofon erfasst werden. Die Geräusche können überall innerhalb und/oder außerhalb des Antriebs auftreten. Das Erfassen der Geräuschsignale kann die Speicherung der erfassten Geräuschsignale in eine Speichervorrichtung des Antriebs aufweisen.As with the maintenance method described above, the fine-tuning method includes the detection of the noise signals occurring at the drive. The noise signals occurring on the drive can be recorded by at least one microphone. The noises can occur anywhere inside and / or outside the drive. The acquisition of the noise signals can include the storage of the acquired noise signals in a storage device of the drive.

Das Feinabstimmungsverfahren kann das Erfassen von Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien der elektrischen Anwendung und/oder des Antriebs aufweisen, die für die Leistung der elektrischen Anwendung und/oder des Antriebs bezeichnend sind. Der Begriff „Kennlinien“ kann sich derzeit auf alle physikalischen Größen wie Ströme, Spannungen, Impedanzen usw. der zugehörigen Geräte oder Komponenten beziehen. Handelt es sich bei einem Elektromotor um die vom Antrieb angetriebene elektrische Anwendung, können seine Geschwindigkeit oder die vom Elektromotor erzeugte Geräusche erfasst werden. Zusätzlich können die direkt am Antrieb auftretenden Geräuschsignale erfasst werden. Das Feinabstimmungsverfahren kann dann die Eingangskennlinien der elektrischen Anwendung und/oder des Antriebs variieren, so dass das Antriebsregelungsverfahren im Hinblick auf die erfassten Signale und Kennlinien optimiert wird.The fine-tuning method can include the acquisition of output and / or input characteristics of the electrical application and / or of the drive, which are indicative of the performance of the electrical application and / or of the drive. The term “characteristic curves” can currently refer to all physical quantities such as currents, voltages, impedances etc. of the associated devices or components. If an electric motor is the electrical application driven by the drive, its speed or the noise generated by the electric motor can be recorded. In addition, the noise signals occurring directly on the drive can be recorded. The fine-tuning method can then vary the input characteristics of the electrical application and / or of the drive so that the drive control method is optimized with regard to the detected signals and characteristics.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Feinabstimmungsverfahrens umfasst das Feinabstimmungsverfahren eine Abtastung einer Motorlast und/oder eine Abtastung einer Motorfrequenz. Die Motorfrequenz kann sich eindeutig auf die Drehzahl des Motors beziehen. Die Ergebnisse der Abtastungen können in einer Speichervorrichtung und zu einer Vielzahl von Punkten und/oder Zeitpunkten gespeichert werden. Die gespeicherten Ergebnisse können miteinander und/oder mit aktuellen Sweep-Ergebnissen für die zukünftige Verwendung verglichen werden und können Teil einer bedingten Überwachung des Antriebs sein. Dies ist besonders nützlich, da der Antrieb mit verschiedenen Frequenzen und Lasten betrieben werden kann, bei denen die Leistungen des Antriebs stark variieren können. Die Überwachung der aktuellen und früheren Ergebnisse der Abtastungen ermöglicht es, den Zustand des Antriebs genauer zu bestimmen und den Zustand des Antriebs mit akustischen Phänomenen zu korrelieren.In a preferred embodiment of the fine-tuning method, the fine-tuning method comprises a sampling of an engine load and / or a sampling of an engine frequency. The motor frequency can clearly relate to the speed of the motor. The results of the scans can be stored in a storage device and at a variety of points and / or times. The saved results can be compared with each other and / or with current sweep results for future use and can be part of a conditional monitoring of the drive. This is particularly useful as the drive operates with different frequencies and loads can be operated in which the performance of the drive can vary greatly. The monitoring of the current and previous results of the scans makes it possible to determine the state of the drive more precisely and to correlate the state of the drive with acoustic phenomena.

Sowohl das Wartungsverfahren als auch das Feinabstimmungsverfahren können inhärent mit dem in der vorliegenden Beschreibung und in den entsprechenden Vorrichtungsansprüchen beschriebenen Antrieb verbunden sein. Die derzeit in Bezug auf die beiden Verfahren beschriebenen Verfahrensschritte können vollständig oder teilweise wiederholt und/oder in jeder anderen logisch möglichen Reihenfolge als der derzeit beschriebenen durchgeführt werden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die in den folgenden Figuren gezeigten Ausführungsformen beschrieben.

  • 1: Antrieb 1 nach der Erfindung
  • 2: schematische Darstellung des Instandhaltungsverfahrens
  • 3: schematische Darstellung des Verfahrens zur Feinabstimmung eines Antriebsregelverfahrens
Both the maintenance method and the fine-tuning method can inherently be associated with the drive described in the present description and in the corresponding device claims. The method steps currently described in relation to the two methods can be repeated in full or in part and / or in any other logically possible order than that currently described. Further details and advantages of the invention are described with reference to the embodiments shown in the following figures.
  • 1 : Drive 1 according to the invention
  • 2 : Schematic representation of the maintenance procedure
  • 3 : Schematic representation of the process for fine-tuning a drive control process

1 zeigt einen Antrieb 1 zum Antreiben einer elektrischen Anwendung, z. B. eines Elektromotors. Die elektrische Anwendung ist in 1 nicht dargestellt, jedoch kann sich der Antrieb 1 normalerweise in der Nähe der elektrischen Anwendung befinden. Der Antrieb 1 umfasst mindestens ein Mikrofon 2, das in 1 symbolisch dargestellt ist. Obwohl ein einzelnes Mikrofon 2 an der Außenseite des Antriebs 1 dargestellt ist, können alternativ oder zusätzlich ein internes Mikrofon 2 und/oder mehrere Mikrofone 2 verwendet werden. 1 shows a drive 1 to power an electrical application, e.g. B. an electric motor. The electrical application is in 1 not shown, but the drive can 1 usually located near the electrical application. The drive 1 includes at least one microphone 2 , this in 1 is represented symbolically. Though a single microphone 2 on the outside of the drive 1 is shown, an internal microphone can alternatively or additionally 2 and / or multiple microphones 2 be used.

Das Mikrofon 2 ist dafür ausgelegt, Geräuschsignale zu erfassen, die am oder in der Nähe des Antriebs 1 auftreten. Die erfassten Geräuschsignale können z.B. mechanischen und/oder elektrischen Geräuschquellen entsprechen, die am oder in der Nähe des Antriebs 1 auftreten. Die Geräuschsignale und die entsprechenden Rauschquellen werden im Folgenden näher beschrieben. Das Mikrophon 2 kann so gewählt werden, dass es besonders empfindlich für die Arten von Geräuschsignalen ist, die typischerweise am Antrieb auftreten, und/oder weniger empfindlich für andere Arten von Geräuschsignalen.The microphone 2 is designed to detect noise signals on or near the drive 1 appear. The recorded noise signals can correspond, for example, to mechanical and / or electrical noise sources on or in the vicinity of the drive 1 appear. The noise signals and the corresponding noise sources are described in more detail below. The microphone 2 can be chosen so that it is particularly sensitive to the types of noise signals that typically occur on the drive and / or less sensitive to other types of noise signals.

Die vom Mikrophon 2 erfassten Geräuschsignale können an eine Rechnervorrichtung zur Analyse dieser Geräuschsignale übertragen werden, wie später noch ausführlicher beschrieben wird. Die Rechnervorrichtung kann sich im gleichen Gehäuse 11 wie die anderen Komponenten des Antriebs 1 befinden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Rechnervorrichtung außerhalb des Gehäuses 11 des Antriebs 1 und/oder getrennt und/oder beabstandet vom Gehäuse 11 vorgesehen werden.The one from the microphone 2 detected noise signals can be transmitted to a computer device for analysis of these noise signals, as will be described in more detail later. The computing device can be in the same housing 11th like the other components of the drive 1 are located. Additionally or alternatively, a computer device can be located outside the housing 11th of the drive 1 and / or separate and / or spaced from the housing 11th are provided.

Der Antrieb 1 kann aus verschiedenen Unterkomponenten bestehen, die innerhalb desselben Gehäuses 11 vorgesehen sein können oder auch nicht. Insbesondere kann der Antrieb einen Frontend- oder Eingangsgleichrichter, einen Umrichterantrieb, eine Steuerung, einen Frequenzumrichter, einen Wechselrichter, einen Umrichter wie z.B. einen Spannungsumrichter und/oder einen Frontend-Antrieb, insbesondere einen aktiven Frontend-Antrieb, umfassen. Die Unterkomponenten des Antriebs 1 können so ausgewählt werden, dass sie der tatsächlichen elektrischen Anwendung entsprechen, die durch den Antrieb 1 angetrieben wird.The drive 1 can consist of different sub-components that are within the same housing 11th may or may not be provided. In particular, the drive can include a front-end or input rectifier, a converter drive, a controller, a frequency converter, an inverter, a converter such as a voltage converter and / or a front-end drive, in particular an active front-end drive. The sub-components of the drive 1 can be selected to match the actual electrical application being driven by the drive 1 is driven.

Der Antrieb 1 umfasst mindestens ein Mikrofon 2, das ein akustisches oder ein vibroakustisches Mikrofon 2 sein kann. In Fällen, in denen mehrere Mikrofone 2 verwendet werden, können unterschiedliche oder identische Mikrofone 2 verwendet werden. Obwohl in 1 ein symbolisches externes Mikrophon 2 dargestellt ist, kann das Mikrophon 2 ein integriertes Mikrophon 2 sein, das innerhalb des Gehäuses 11 des Antriebs 1 angeordnet sein kann. insbesondere kann das Mikrophon 2 auf einer Platine des Antriebs 1 vorgesehen sein, die z.B. innerhalb des Gehäuses 11 des Antriebs angeordnet ist. Wenn mehr als ein Mikrofon 2 auf einer Leiterplatte vorgesehen ist, können die verschiedenen Mikrofone 2 auf der Leiterplatte so voneinander beabstandet sein, dass der Abstand zwischen den Mikrofonen 2 im Verhältnis zu den Abmessungen der Leiterplatte groß ist. Zum Beispiel können die Mikrofone 2 an oder in der Nähe von Ecken einer rechteckigen Leiterplatte positioniert werden.The drive 1 includes at least one microphone 2 that is an acoustic or a vibroacoustic microphone 2 can be. In cases where multiple microphones 2 different or identical microphones can be used 2 be used. Although in 1 a symbolic external microphone 2 is shown, the microphone 2 an integrated microphone 2 be that inside the case 11th of the drive 1 can be arranged. in particular, the microphone 2 on a circuit board of the drive 1 be provided, for example, within the housing 11th of the drive is arranged. If more than one microphone 2 is provided on a circuit board, the various microphones 2 be spaced from each other on the circuit board so that the distance between the microphones 2 is large in relation to the dimensions of the circuit board. For example, the microphones 2 be positioned at or near corners of a rectangular circuit board.

Die Rechnervorrichtung des Antriebs 1 kann fest mit dem Mikrofon 2 verbunden sein. Der Begriff „Rechnervorrichtung“ kann in einem weiten Sinne verstanden werden und umfasst alle elektronischen und mechanischen Bauteile, die zur Durchführung von Rechenoperationen in Bezug auf die vom Mikrofon 2 erfassten Geräuschsignale erforderlich sind. Die Rechnervorrichtung kann innerhalb oder außerhalb des Gehäuses angeordnet sein 11. Die Rechnervorrichtung kann auch Bauteile für die Stromversorgung des Mikrophons 2 und/oder des Antriebs 1 umfassen.The drive's computing device 1 can firmly with the microphone 2 be connected. The term “computing device” can be understood in a broad sense and includes all electronic and mechanical components that are used to perform arithmetic operations in relation to the microphone 2 detected noise signals are required. The computer device can be arranged inside or outside the housing 11. The computer device can also have components for the power supply of the microphone 2 and / or the drive 1 include.

Die Rechnervorrichtung des Antriebs 1 kann an einen nicht in 1 dargestellten Wartungsrechner angeschlossen werden. Der Wartungsrechner kann außerhalb des Antriebs 1 angeordnet und über eine Fernverbindung mit der Rechnervorrichtung verbunden sein, z. B. über das Internet. Ein solcher Wartungsrechner kann an eine Vielzahl von Rechnervorrichtungen mit einer Vielzahl von Antrieben angeschlossen werden 1. Der Wartungsrechner kann sich an einem anderen Ort als der Antrieb 1 befinden und für einen Wartungsspezialisten zugänglich sein. Insbesondere kann der Wartungsrechner am Standort des Herstellers des Antriebs 1 oder eines Serviceunternehmens, das der Antrieb 1 wartet, bereitgestellt werden, während der Antrieb 1 am Standort eines Unternehmens vorhanden sein kann, das den Antrieb 1 zur Steuerung und/oder Energieversorgung der elektrischen Anwendung verwendet. In dieser Konfiguration können die Rechnervorrichtungen zahlreicher Antriebe 1 Daten bezüglich der an diesen zahlreichen Antrieben 1 auftretenden Geräuschsignalen und anderer Leistungsparameter mit einem oder wenigen zentralisierten Wartungsrechnern austauschen. Somit kann eine große Datenmenge von den Wartungsrechnern abgerufen und im Hinblick auf die Leistung der Antriebe 1 analysiert werden. Durch das Sammeln und Analysieren solch großer Mengen von Leistungsparametern kann die Qualität der Analyse und der entsprechenden Leistungsanpassungen, Wartungsmaßnahmen und/oder Verbesserungen gesteigert werden.The drive's computing device 1 can't get into one 1 can be connected to the maintenance computer shown. The maintenance computer can be outside the drive 1 arranged and remotely connected to the computing device, e.g. B. on the Internet. Such a maintenance computer can be connected to a large number of computer devices with a large number of drives 1. The maintenance computer can be located at a different location than the drive 1 and accessible to a maintenance specialist. In particular, the maintenance computer can be at the location of the manufacturer of the drive 1 or a service company that is the drive 1 waits to be deployed while the drive is in progress 1 may be present at the location of a company that is driving 1 used to control and / or power the electrical application. In this configuration, the computing devices of numerous drives 1 Data regarding the on these numerous drives 1 Exchange occurring noise signals and other performance parameters with one or a few centralized maintenance computers. This means that a large amount of data can be called up from the maintenance computers and with regard to the performance of the drives 1 to be analyzed. By collecting and analyzing such large amounts of performance parameters, the quality of the analysis and the corresponding performance adjustments, maintenance measures and / or improvements can be increased.

Das Mikrofon 2 kann auch verwendet werden, um die Rechnervorrichtung und/oder den Antrieb durch verbale Eingabe eines Operators zu steuern. Diese Funktion kann z.B. durch entsprechende Software auf der Rechenanlage realisiert werden. In dieser Ausführungsform kann das Mikrofon 2 Eingabemittel wie Knöpfe, Schalter, Drehregler und/oder Touchscreens des Antriebs 1 ergänzen oder ersetzen, wodurch die Komplexität der Hardware des Antriebs 1 reduziert und die Herstellungskosten des Antriebs 1 entsprechend gesenkt werden können.The microphone 2 can also be used to control the computing device and / or the drive through verbal input from an operator. This function can, for example, be implemented using the appropriate software on the computer system. In this embodiment, the microphone 2 Input means such as buttons, switches, rotary controls and / or touchscreens of the drive 1 complement or replace, adding complexity to the drive hardware 1 and the manufacturing cost of the drive 1 can be lowered accordingly.

Obwohl 1 nur ein symbolisches externes Mikrofon 2 zeigt, kann die Gesamtzahl und Positionierung der Mikrofone 2 gewählt werden, um die Funktionalität des Mikrofons 2 besser zu nutzen. Beispielsweise kann eine Vielzahl von internen und/oder externen Mikrofonen 2 zur akustischen Lokalisierung von Schallquellen erfasster Geräuschsignale durch Triangulation der Positionen der Schallquelle verwendet werden. Die Mehrzahl der Mikrofone 2 kann ein bestimmtes Geräuschsignal zu leicht variierenden Zeitpunkten aufgrund der Abstände zwischen den einzelnen Mikrofonen 2 erfassen. Die entsprechenden Zeitdifferenzen können dann von der Rechnervorrichtung verwendet werden, um den Abstand und die Richtung der Quelle des erfassten Geräuschsignals zu bestimmen. Diese Geräuschsignale können innerhalb des Antriebs 1 auftreten und können daher auf interne Fehlfunktionen oder andere Phänomene innerhalb des Antriebs 1 hinweisen.Even though 1 just a symbolic external microphone 2 shows the total number and positioning of the microphones 2 be chosen to include the functionality of the microphone 2 better to use. For example, a variety of internal and / or external microphones 2 can be used for acoustic localization of sound sources recorded sound signals by triangulating the positions of the sound source. The majority of microphones 2 can produce a certain sound signal at slightly varying times due to the distance between the individual microphones 2 capture. The corresponding time differences can then be used by the computing device to determine the distance and the direction of the source of the detected noise signal. These noise signals can be inside the drive 1 occur and can therefore be due to internal malfunctions or other phenomena within the drive 1 Clues.

Zusätzlich oder alternativ können die erfassten Geräuschsignale auf externe Phänomene hinweisen, die außerhalb des Antriebs 1 auftreten, wie z.B. Fehlfunktionen der vom Antriebs 1 angetriebenen elektrischen Anwendung oder andere relevante Phänomene in der Nähe des Antriebs 1. Diese externen Phänomene können ein Hinweis auf menschliches Verhalten sein, wie z. B. die unbefugte Anwesenheit einer Person in der Nähe des Antriebs. In diesem Fall können die Schritte oder die Stimme einer unbefugten Person durch das Mikrophon 2 erfasst werden. Das Mikrophon 2 und die Rechnervorrichtung können darüber hinaus so eingerichtet werden, dass bestimmte Arten akustischer Informationen, die von einer Person in der Nähe geäußert oder von Geräten in der Nähe ausgegeben werden, erkannt werden. Diese akustischen Informationen können von einem Menschen gesprochene Worte und/oder einige automatisch erzeugte Geräuschsignale zur akustischen Informationsübertragung zwischen zwei elektronischen Geräten umfassen.Additionally or alternatively, the recorded noise signals can indicate external phenomena that are outside the drive 1 occur, such as malfunction of the drive 1 powered electrical application or other relevant phenomena in the vicinity of the drive 1 . These external phenomena can be indicative of human behavior, such as B. the unauthorized presence of a person in the vicinity of the drive. In this case, the steps or the voice of an unauthorized person can come through the microphone 2 are recorded. The microphone 2 and the computing device can also be configured to recognize certain types of acoustic information uttered by a person in the vicinity or output by devices in the vicinity. This acoustic information can include words spoken by a person and / or some automatically generated noise signals for acoustic information transmission between two electronic devices.

Die Erfindung richtet sich auch auf ein Wartungsverfahren, insbesondere ein vorausschauendes Wartungsverfahren, wie für einen zuvor beschriebenen Antrieb 1. Das Wartungsverfahren ist in 2 schematisch dargestellt. Das Wartungsverfahren kann die folgenden Schritte umfassen

  • • Erfassen der am Antrieb auftretenden Geräuschsignale 1;
  • • Vergleichen der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen; und
  • • Ausgeben von Ausgangssignalen als Funktion des Vergleichs der erfassten Geräuschsignale mit den zuvor gespeicherten Geräuschsignalen.
The invention is also directed to a maintenance method, in particular a predictive maintenance method, such as for a drive described above 1 . The maintenance procedure is in 2 shown schematically. The maintenance procedure can include the following steps
  • • Recording of the noise signals occurring on the drive 1 ;
  • • Compare the recorded noise signals with previously stored noise signals; and
  • • Output of output signals as a function of the comparison of the recorded noise signals with the previously stored noise signals.

Das Erfassen von Geräuschsignalen kann auf die oben beschriebene Weise durchgeführt werden und kann die Lokalisierung einer Geräuschsignalquelle umfassen. Der Vergleich des erfassten Geräuschsignals mit vorher gespeicherten Geräuschsignalen kann mit Hilfe der an das Mikrofon 2 angeschlossenen Rechnervorrichtung und/oder einer anderen Rechnervorrichtung, wie z.B. einem Wartungsrechner, durchgeführt werden. Beim Vergleich von erfassten Geräuschsignalen mit vorher gespeicherten Geräuschsignalen kann festgestellt werden, dass erstere den letzteren bis zu einem gewissen Grad ähneln. Der Wartungsverfahren kann daher feststellen, dass ein zuvor gespeichertes Geräuschsignal identisch oder ausreichend ähnlich dem erfassten Geräuschsignal ist. Das erfasste Geräuschsignal kann dann dem Auftreten von Phänomenen wie Wartungsproblemen und/oder Fehlfunktionen oder erwarteten Fehlfunktionen des Antriebs 1 und/oder der elektrischen Anwendung oder umgekehrt zugeschrieben werden. Um diese Zuordnung von erfassten Geräuschsignalen zum Auftreten verschiedener Phänomene zu ermöglichen, können die zuvor gespeicherten Geräuschsignale entsprechenden Phänomenen, wie z.B. Fehlfunktionen, zugeordnet werden. Die Zuordnung bestimmter Phänomene zu bestimmten zuvor gespeicherten Geräuschsignalen kann entsprechende Daten umfassen, die der oder in der Rechnervorrichtung des Antriebs 1 zur Verfügung gestellt werden.The detection of noise signals can be carried out in the manner described above and can include the localization of a noise signal source. The comparison of the recorded noise signal with previously stored noise signals can be carried out with the help of the on the microphone 2 connected computer device and / or another computer device, such as a maintenance computer. When comparing detected noise signals with previously stored noise signals, it can be determined that the former are similar to the latter to a certain extent. The maintenance method can therefore determine that a previously stored noise signal is identical or sufficiently similar to the detected noise signal. The detected noise signal can then lead to phenomena such as maintenance problems and / or malfunctions or expected malfunctions of the drive 1 and / or the electrical application or vice versa. In order to enable this assignment of recorded noise signals to the occurrence of various phenomena, the previously stored noise signals can be assigned to corresponding phenomena, such as malfunctions. The assignment of certain phenomena to certain previously stored sound signals may include corresponding data that or in the computer device of the drive 1 to provide.

Wenn eine Fehlfunktion oder ein anderes Phänomen einem erfassten Geräuschsignal zugeschrieben wurde oder umgekehrt, kann das Wartungsverfahren Signale ausgeben, die z.B. angeben, welche Art von Fehlfunktion zu erwarten ist und/oder welche Art von Wartungsarbeiten durchgeführt werden sollten. Die Ausgangssignale können auch anzeigen, wann diese Wartungsarbeiten durchgeführt werden sollten. Das Ausgangssignal kann jede Form annehmen, sei es akustisch, optisch, elektronisch oder eine Mischung der genannten Formen.If a malfunction or other phenomenon has been attributed to a detected sound signal, or vice versa, the maintenance procedure can output signals indicating, for example, what kind of malfunction is to be expected and / or what kind of maintenance work should be carried out. The output signals can also indicate when this maintenance work should be carried out. The output signal can take any form, be it acoustic, optical, electronic or a mixture of the forms mentioned.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zur Feinabstimmung eines Antriebssteuerungsverfahrens eines Antriebs 1. Dieses Verfahren ist in 3 in einer schematischen Darstellung dargestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte

  • • Erfassen der am Antrieb 1 auftretenden Geräuschsignale;
  • • Erfassen von Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien der elektrischen Anwendung und/oder des Antriebs 1;
  • • Vergleichen der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen;
  • • Vergleichen der erfassten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien mit zuvor gespeicherten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien; und
  • • Variieren der Eingangskennlinien als Funktion des Vergleichs der erfassten Geräuschsignale mit den zuvor gespeicherten Geräuschsignalen und/oder als Funktion des Vergleichs der erfassten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien mit zuvor gespeicherten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien, so dass die am Antrieb 1 auftretenden Geräuschsignale minimiert werden und/oder die Ausgangskennlinien der elektrischen Anwendung und/oder des Antriebs 1 maximiert werden.
The present invention is also directed to a method for fine-tuning a drive control method of a drive 1 . This procedure is in 3 shown in a schematic representation. The procedure consists of the following steps
  • • Detection of the on the drive 1 occurring noise signals;
  • • Recording of output and / or input characteristics of the electrical application and / or the drive 1 ;
  • • Compare the recorded noise signals with previously stored noise signals;
  • • Compare the recorded output and / or input characteristics with previously saved output and / or input characteristics; and
  • • Varying the input characteristics as a function of the comparison of the recorded noise signals with the previously stored noise signals and / or as a function of the comparison of the recorded output and / or input characteristics with previously saved output and / or input characteristics, so that the drive 1 occurring noise signals are minimized and / or the output characteristics of the electrical application and / or the drive 1 can be maximized.

Das Erfassen von Geräuschsignalen kann auf die oben beschriebene Weise erfolgen und kann wiederum die Lokalisierung einer Geräuschsignalquelle umfassen. Für die Feinabstimmung des Antriebsregelverfahrens des Antriebs 1 kann es zusätzlich hilfreich sein, weitere Phänomene zu erfassen, wie z.B. verschiedene Ein-/Ausgabe-Kennlinien der elektrischen Anwendung und/oder des Antriebs 1. Diese Kennlinien können akustischen Kennlinien wie Geräuschpegel und/oder elektrischen Kennlinien wie gemessene Strom-, Spannungs-, Frequenz-, Impedanz- und/oder Widerstandswerte von elektrischen Signalen des Antriebs 1 und/oder der elektrischen Anwendung oder von Komponenten davon entsprechen. Diese Merkmale können ein Hinweis auf die Leistung des Antriebs 1 und/oder der vom Antrieb 1 angetriebenen elektrischen Komponenten oder von Komponenten davon sein.The acquisition of noise signals can take place in the manner described above and can in turn include the localization of a noise signal source. For fine-tuning the drive control method of the drive 1 it can also be helpful to record other phenomena, such as different input / output characteristics of the electrical application and / or the drive 1 . These characteristics can be acoustic characteristics such as noise levels and / or electrical characteristics such as measured current, voltage, frequency, impedance and / or resistance values of electrical signals from the drive 1 and / or correspond to the electrical application or components thereof. These characteristics can be an indication of the performance of the drive 1 and / or that of the drive 1 driven electrical components or components thereof.

Die erfassten Geräuschsignale und die erfassten Eingangs-/Ausgangskennlinien können mit zuvor gespeicherten Referenzwerten verglichen werden. Das Verfahren kann die Überwachung von Trends, d.h. Änderungen der erfassten Geräuschsignale, umfassen. In diesem Zusammenhang können die aktuell erfassten Geräuschsignale gespeichert werden. Diese neu gespeicherten Geräuschsignale entsprechen effektiv den zuvor gespeicherten Geräuschsignalen und können mit aktuell erfassten Geräuschsignalen verglichen werden. Aus den Vergleichen verschiedener Sätze gespeicherter Geräuschsignale können Trends beobachtet werden, die auf längerfristige Veränderungen der Geräuschsignale hinweisen. Dies kann über Sätze gespeicherter und erfasster Geräuschsignale geschehen, wobei diese Sätze so ausgewählt oder bestimmt werden, dass sie vorzugsweise relevante Veränderungen in der Gesamtleistung des Antriebs 1 anzeigen.The recorded noise signals and the recorded input / output characteristics can be compared with previously stored reference values. The method can include the monitoring of trends, ie changes in the detected noise signals. In this context, the currently recorded noise signals can be saved. These newly stored noise signals effectively correspond to the previously stored noise signals and can be compared with currently recorded noise signals. By comparing different sets of stored noise signals, trends can be observed that indicate longer-term changes in the noise signals. This can be done using sets of stored and recorded noise signals, these sets being selected or determined in such a way that they preferably make relevant changes in the overall power of the drive 1 Show.

Das vom Antrieb 1 zum Antreiben einer elektrischen Anwendung angewandte Antriebsregelverfahren kann in Abhängigkeit vom Vergleich der erfassten Geräusche und Eingangs-/Ausgangs-Kennlinien mit zuvor gespeicherten Referenzwerten modifiziert werden. Beispielsweise kann die Eingangskennlinie der elektrischen Anwendung so variiert werden, dass die von der elektrischen Anwendung erzeugten Geräuschsignale für ein gewünschte Ausgangskennlinie der elektrischen Anwendung minimiert werden. Bei dem Geräuschsignal kann es sich um ein Geräuschsignal handeln, das durch eine elektrische Anwendung, z.B. einen Motor, verursacht wird. Alternativ oder zusätzlich kann das erfasste Geräuschsignal ein Geräusch sein, das durch einen Filter des Antriebs 1 oder einen mit dem Antrieb 1 verbundenen Filter verursacht wird.That from the drive 1 Drive control methods used to drive an electrical application can be modified depending on the comparison of the detected noises and input / output characteristics with previously stored reference values. For example, the input characteristic curve of the electrical application can be varied in such a way that the noise signals generated by the electrical application are minimized for a desired output characteristic curve of the electrical application. The noise signal can be a noise signal that is caused by an electrical application, for example a motor. As an alternative or in addition, the recorded noise signal can be a noise that is passed through a filter of the drive 1 or one with the drive 1 associated filter.

Das gegenwärtige Wartungsverfahren und das Feinabstimmungsverfahren können z.B. bei der Produktionsprüfung eines fertigen Antriebs 1 verwendet werden. In diesem Zusammenhang können verschiedene Geräuschsignale und Kennlinien, die hier beschrieben werden, verwendet werden, um zu überprüfen, ob ein fertiger Antrieb 1 korrekt funktioniert, bevor er an einen Kunden ausgeliefert wird.The current maintenance procedure and fine-tuning procedure can be used, for example, during production testing of a finished drive 1 be used. In this context, various noise signals and characteristic curves, which are described here, can be used to check whether a drive is finished 1 works correctly before it is shipped to a customer.

Zusätzlich oder alternativ können die gegenwärtigen Wartungs- und Feinabstimmungsverfahren als Fehlersuchwerkzeug für Inbetriebnahme-Ingenieure verwendet werden, die Fehlfunktionen eines gegebenen Antriebs 1 identifizieren.Additionally or alternatively, the current maintenance and fine-tuning procedures can be used as a troubleshooting tool for commissioning engineers to identify the malfunction of a given drive 1 identify.

Im Allgemeinen kann die vorliegende Erfindung in Bezug auf eine Vielzahl verschiedener relevanter Geräuschsignale implementiert werden, die vom Mikrofon 2 erfasst und/oder zuvor in der Rechnervorrichtung gespeichert wurden. Darüber hinaus kann eine Vielzahl weiterer Merkmale des Antriebs 1 und/oder der elektrischen Anwendung erfindungsgemäß erfasst und/oder gespeichert werden. Darüber hinaus können sich die erfassten und/oder gespeicherten Merkmale auf Phänomene beziehen, die an anderen Vorrichtungen als dem Antrieb 1 und/oder der vom Antrieb 1 angetriebenen elektrischen Anwendung auftreten. Diese Merkmale können sich z.B. auf Phänomene beziehen, die an beliebigen Strukturen oder Vorrichtungen in der Nähe des Antriebs 1 auftreten, sofern die Phänomene durch das Mikrofon 2 akustisch erfasst werden können. Einige nicht erschöpfende Beispiele für relevante Geräuschsignale und Phänomene werden in den folgenden Abschnitten der Beschreibung gegeben, die alle im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.In general, the present invention may be implemented with respect to a variety of different relevant noise signals emitted by the microphone 2 recorded and / or previously stored in the computing device. In addition, a variety of other features of the drive 1 and / or the electrical application can be detected and / or stored according to the invention. In addition, the recorded and / or stored features can relate to phenomena that occur on devices other than the drive 1 and / or that of the drive 1 powered electrical application occur. These features can relate, for example, to phenomena occurring on any structure or device in the vicinity of the drive 1 occur provided the phenomena through the microphone 2 can be recorded acoustically. Some non-exhaustive examples of relevant noise signals and phenomena are given in the following sections of the description, all of which can be used in connection with the present invention.

Falls der Antrieb 1 und/oder die elektrische Anwendung einen oder mehrere Lüfter z.B. zur Kühlung dieser Vorrichtungen umfasst, können die vom Lüfter bei verschiedenen Drehzahlen erzeugten Geräusche erfasst und/oder gespeichert werden. Diese Konfiguration ermöglicht es, z.B. die Drehzahl des Lüfters über das von ihm erzeugte Geräusch zu bestimmen. Dadurch ist es möglich, auf andere Hardware zur Drehzahlbestimmung zu verzichten und dadurch den Aufbau des Antriebs 1 einfacher und kostengünstiger zu gestalten. Sollte die mechanische Struktur des Antriebes 1 z.B. durch ein loses Bauteil geschwächt sein, so könnten die Geräusche, die durch den sich drehenden Lüfter erzeugt werden, genauer gesagt durch die durch den sich drehenden Lüfter induzierten Schwingungen der gelösten mechanischen Struktur des Antriebes 1, im Sinne dieser Erfindung erfasst werden. Ist das Vorhandensein einer entsprechend geschwächten Struktur oder eines losen Bauteils festgestellt worden, kann diese Information an einen Benutzer oder an eine andere Vorrichtung ausgegeben werden, um z.B. ein Wartungsverfahren einzuleiten.If the drive 1 and / or the electrical application comprises one or more fans, for example for cooling these devices, the noises generated by the fan at different speeds can be recorded and / or stored. This configuration makes it possible, for example, to determine the speed of the fan using the noise it generates. This makes it possible to dispense with other hardware for determining the speed and thus the structure of the drive 1 easier and cheaper to design. Should be the mechanical structure of the drive 1 For example, if it is weakened by a loose component, the noises generated by the rotating fan could, more precisely, be caused by the vibrations of the detached mechanical structure of the drive induced by the rotating fan 1 , are recorded within the meaning of this invention. If the presence of a correspondingly weakened structure or a loose component has been determined, this information can be output to a user or to another device in order, for example, to initiate a maintenance procedure.

In einem Fall, in dem der Antrieb 1 und/oder die elektrische Anwendung einen Kühlkörper aufweisen, könnte die Verstopfung dieses Kühlkörpers auch zu charakteristischen Geräuschsignalen führen. Diese charakteristischen Geräuschsignale könnten Teil der Geräuschsignale sein, die zuvor vom Antrieb 1 bzw. von der Rechnervorrichtung des Antriebs 1 gespeichert wurden, und könnten offensichtlich auf die Verstopfung eines Kühlkörpers zurückgeführt werden.In a case where the drive 1 and / or the electrical application has a heat sink, the clogging of this heat sink could also lead to characteristic noise signals. These characteristic noise signals could be part of the noise signals that were previously generated by the drive 1 or from the computer device of the drive 1 and could obviously be traced back to a blockage in a heat sink.

In Ausführungsformen, in denen der Antrieb 1 und/oder die elektrische Anwendung Flüssigkeitskühlkanäle umfassen, könnte ein charakteristisches Geräuschsignal eines verstopften Kühlkanals von der Rechnervorrichtung gespeichert werden. Sollten solche Geräuschsignale vom Mikrofon 2 erfasst werden, so könnte ein entsprechender Vergleich der erfassten Geräuschsignale mit den gespeicherten Geräuschsignalen auf das Vorliegen einer Verstopfung und die Notwendigkeit entsprechender Wartungsmaßnahmen hinweisen. Sobald ein entsprechendes Geräuschsignal erfasst worden ist, kann der Antrieb 1 Signale an einen Bediener oder an andere Geräte ausgeben, die auf die Notwendigkeit von Wartungsarbeiten hinweisen.In embodiments in which the drive 1 and / or the electrical application comprise liquid cooling channels, a characteristic noise signal of a clogged cooling channel could be stored by the computing device. Should such noise signals from the microphone 2 are detected, a corresponding comparison of the recorded noise signals with the stored noise signals could indicate the presence of a blockage and the need for corresponding maintenance measures. As soon as a corresponding noise signal has been detected, the drive can 1 Issue signals to an operator or other equipment indicating the need for maintenance.

Auf ähnliche Weise kann Luft in den Flüssigkeitskühlkanälen oder -kreisläufen erfasst werden. Da Luft in den Kühlkanälen und eine Verstopfung der Kühlkanäle deutliche akustische Signaturgeräusche oder charakteristische Reaktionen auf mechanische Anregungen erzeugen können, können diese beiden Phänomene durch die vorliegende Erfindung erkannt und unterschieden werden. Um dies zu erreichen, können auch hier die entsprechenden Signaturgeräusche mit der Rechnervorrichtung gespeichert und den entsprechenden zugrundeliegenden Phänomenen zugeordnet werden.Similarly, air can be detected in the liquid cooling channels or circuits. Since air in the cooling channels and a blockage of the cooling channels can generate distinct acoustic signature noises or characteristic reactions to mechanical stimuli, these two phenomena can be recognized and differentiated by the present invention. In order to achieve this, the corresponding signature noises can also be stored here with the computer device and assigned to the corresponding underlying phenomena.

Bei Ausführungsformen des Antriebs 1 mit Flüssigkeitskühlkreisläufen kann das Auftreten von Leckagen in den Kreisläufen auch zu entsprechenden akustischen Phänomenen wie z.B. Tropfgeräuschen führen. Eine Vielzahl von Signalen im Zusammenhang mit dem Auftreten von Leckagen, die verschiedenen Arten von Leckagen und/oder Graden von Leckagen entsprechen, können im Rechnervorrichtung gespeichert und zum Vergleich mit den erfassten Geräuschsignalen verwendet werden. Insbesondere können nach der vorliegenden Erfindung die von undichten Dichtungen erzeugten Geräusche mit dem Mikrofon 2 erfasst und in der Rechnervorrichtung zum Vergleich gespeichert werden.With embodiments of the drive 1 With liquid cooling circuits, the occurrence of leaks in the circuits can also lead to corresponding acoustic phenomena such as dripping noises. A variety of signals related to the occurrence of leaks, corresponding to different types of leaks and / or degrees of leaks, can be stored in the computing device and used for comparison with the detected noise signals. In particular, according to the present invention, the noises generated by leaky seals with the microphone 2 are recorded and stored in the computing device for comparison.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ermöglicht das Mikrofon 2 die Erkennung von Wackelkontakten des Antriebs 1 oder von Vorrichtungen in der Nähe des Antriebs 1. Zu diesem Zweck werden entsprechende Geräuschsignale, die für einen Wackelkontakt charakteristisch sind, in der Rechnervorrichtung gespeichert. Sobald gleichartige Geräuschsignale durch das Mikrofon 2 erfasst werden, kann der Antrieb 1 einen Wackelkontakt und, abhängig von der Vielfalt der zuvor gespeicherten Geräuschsignale, die Art des Wackelkontakts erkennen.In another embodiment of the invention, the microphone enables 2 the detection of loose contacts of the drive 1 or from devices in the vicinity of the drive 1 . For this purpose, corresponding noise signals, which are characteristic of a loose contact, are stored in the computer device. As soon as similar noise signals through the microphone 2 can be detected, the drive 1 Detect a loose contact and, depending on the variety of previously stored sound signals, the type of loose contact.

Der Antrieb 1 kann aus einer Vielzahl von Komponenten bestehen, die sich während der Lebensdauer des Antriebs 1 verschlechtern können. Wenn sich die Komponenten verschlechtern, können sich ihre Leistung und ihr Verhalten entsprechend ändern, was häufig zu einer Veränderung der akustischen Eigenschaften der Komponenten führt. Diese veränderten akustischen Eigenschaften können gut bekannt sein und können in Form von vorher gespeicherten Geräuschsignalen an der Rechnervorrichtung bereitgestellt werden. Im Allgemeinen können alle akustischen Phänomene, von denen bekannt ist, dass sie am oder in der Nähe des Antriebs 1 auftreten, in Form ihrer Geräuschsignale, d.h. in Form einer entsprechenden Audiodatei, gespeichert werden. Diese gespeicherten Geräuschsignale können am Antrieb 1 vor und während seiner Verwendung zum Antreiben einer elektrischen Anwendung bereitgestellt werden. Dementsprechend kann das Erfassen solcher Geräuschsignale oder veränderter akustischer Eigenschaften mit Hilfe des Mikrofons 2 mit dem Auftreten gealterter Komponenten des Antriebs 1, gealterter Komponenten in der Nähe des Antriebs 1 oder eines anderen zuvor gespeicherten akustischen Phänomens in Verbindung gebracht werden.The drive 1 can consist of a variety of components that change during the life of the actuator 1 can worsen. As the components deteriorate, their performance and behavior can change accordingly, often resulting in a change in the acoustic properties of the components. These changed acoustic properties can be well known and can be provided to the computing device in the form of previously stored sound signals. In general, any acoustic phenomena that are known to be on or near the drive can occur 1 occur in the form of their sound signals, ie in the form of a corresponding audio file, are stored. These stored noise signals can be used on the drive 1 before and during its use to power an electrical application. Accordingly, such noise signals or changed acoustic properties can be recorded with the aid of the microphone 2 with the appearance of aged components of the drive 1 , aged components in the vicinity of the drive 1 or some other previously stored acoustic phenomenon.

Ein weiteres Beispiel für Phänomene, die mit Geräuschsignalen in Verbindung gebracht werden können, sind Lagerprobleme oder Lagerdefekte an einem Motor, wie z.B. einem vom Antrieb 1 angetriebenen Elektromotor. In diesem Fall kann der Elektromotor die vom Antrieb 1 angetriebene elektrische Anwendung sein. Lager werden in der Regel zur Befestigung von rotierenden Teilen von Motoren an stationären Teilen von Motorträgerkonstruktionen verwendet. Lager können je nach Zustand, in dem sie sich befinden, eine Vielzahl von Geräuschen erzeugen. Gebrochene Lagerkugeln oder -rollen können durch ein klapperndes Geräusch angezeigt werden, überhitzte Lager oder gebrochene Lager können zu weiteren charakteristischen Geräuschsignalen führen, die im Antrieb 1 gespeichert und später während des Betriebs vom Mikrofon 2 erfasst werden können. Abhängig vom tatsächlichen Geräuschsignal, das vom Mikrofon 2 erfasst wird, kann der Antrieb 1 so eingestellt werden, dass er das Auftreten einer Lagerstörung anzeigt und/oder das Antriebsregelverfahren so fein abgestimmt wird, dass ein vom Antrieb 1 angetriebener Elektromotor in einer Weise angetrieben wird, die das fehlerhafte Lager des Motors berücksichtigt. Beispielsweise könnte der Antrieb 1 die maximal zulässige Drehzahl des Motors reduzieren, wenn ein fehlerhaftes Lager akustisch erkannt wurde.Another example of phenomena that can be associated with noise signals is bearing problems or bearing defects on a motor, such as one in the drive 1 driven electric motor. In this case, the electric motor can be used by the drive 1 be powered electrical application. Bearings are typically used to attach rotating parts of engines to stationary parts of engine support structures. Bearings can make a variety of noises depending on the condition they are in. Broken bearing balls or rollers can be indicated by a rattling noise, overheated bearings or broken bearings can lead to further characteristic noise signals in the drive 1 saved and later during operation from the microphone 2 can be recorded. Depending on the actual sound signal emitted by the microphone 2 is detected, the drive can 1 be set so that it indicates the occurrence of a bearing malfunction and / or the drive control method is fine-tuned so that the drive 1 driven electric motor is driven in a way that takes into account the faulty bearing of the motor. For example, the drive could 1 reduce the maximum permissible speed of the motor if a defective bearing has been recognized acoustically.

Weitere Beispiele für relevante Phänomene, die Geräuschsignale erzeugen, sind allgemeinere mechanische Schwingungen während der Benutzung des Antriebs 1. Solche mechanischen Schwingungen können Geräuschsignalen entsprechen, die von Geräuschquellen verursacht werden, die vom Mikrofon 2 erfasst werden, aber zunächst nicht identifiziert werden können. Der erfindungsgemäße Antrieb 1 oder die erfindungsgemäßen Verfahren können auf das Erfassen einer unbekannten Geräuschquelle schließen lassen, wenn das erfasste Geräuschsignal keinem zuvor gespeicherten Geräuschsignal in ausreichendem Maße ähnelt.Other examples of relevant phenomena that generate noise signals are more general mechanical vibrations during use of the drive 1 . Such mechanical vibrations can correspond to noise signals caused by noise sources from the microphone 2 can be recorded, but initially cannot be identified. The drive according to the invention 1 or the method according to the invention can lead to the conclusion that an unknown noise source has been detected if the detected noise signal does not sufficiently resemble a previously stored noise signal.

Die von der Erfindung erfassten mechanischen Schwingungen können Schwingungen entsprechen, die während der Benutzung und/oder während eines Prüfverfahrens des Antriebs 1, der elektrischen Anwendung und/oder anderer Vorrichtungen oder Strukturen in der Nähe des Antriebs 1 auftreten. Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um Verschleiß oder Verschlechterung entsprechender Strukturen festzustellen, bevor andere Erfassungsmittel wie Beschleunigungssensoren die Änderung des Strukturverhaltens erfassen.The mechanical vibrations detected by the invention can correspond to vibrations that occur during use and / or during a test method of the drive 1 , the electrical application and / or other devices or structures in the vicinity of the drive 1 appear. The present invention can be used to determine wear or deterioration of corresponding structures before other detection means such as acceleration sensors detect the change in the behavior of the structure.

Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um mechanische, aber auch elektronische Fehler, wie z.B. Shoot-Throughs, akustisch zu detektieren. Die Shoot-Throughs können an der elektrischen Anwendung wie z.B. einem Motor, am Antrieb 1 selbst und/oder an Filtern, die dem Antrieb 1 zugeordnet sind, der elektrischen Anwendung oder anderen Vorrichtungen in der Nähe des Antriebs 1 auftreten.The present invention can be used to acoustically detect mechanical, but also electronic defects, such as shoot-throughs. The shoot-throughs can be on the electrical application, such as a motor, on the drive 1 itself and / or on filters that drive the drive 1 assigned to the electrical application or other devices in the vicinity of the drive 1 appear.

Ein weiteres Beispiel für elektronische Ausfälle, die durch die Erfindung akustisch erkannt werden können, ist die Alterung von Schützen und/oder Relais, die am Antrieb 1, an der elektrischen Anwendung und/oder an Strukturen oder Vorrichtungen in der Nähe des Antriebs 1 vorhanden sind.Another example of electronic failures that can be recognized acoustically by the invention is the aging of contactors and / or relays on the drive 1 , on the electrical application and / or on structures or devices in the vicinity of the drive 1 available.

Kurzschlüsse sind ein weiteres Beispiel für elektronische Ausfälle, die erfindungsgemäß erkannt werden können. Insbesondere Vibrationen und/oder andere Bewegungen, die durch zugehörige Magnetfelder verursacht werden, können charakteristische Geräuschsignale erzeugen, die auf Kurzschlüsse am Antrieb 1, an der elektrischen Anwendung und/oder an Einrichtungen und/oder Strukturen in der Nähe des Antriebs 1 hinweisen. Die vorliegende Erfindung kann in Verbindung mit der Detektion von elektrischen Resonanzen oder allgemeiner mit allen anderen hörbaren Phänomenen, die im Hörbereich des Mikrofons 2 auftreten, benutzt werden.Short circuits are another example of electronic failures that can be detected according to the invention. In particular, vibrations and / or other movements caused by associated magnetic fields can generate characteristic noise signals that indicate short circuits on the drive 1 , on the electrical application and / or on devices and / or structures in the vicinity of the drive 1 Clues. The present invention can be used in connection with the detection of electrical resonances or, more generally, with all other audible phenomena occurring in the audible range of the microphone 2 occur, be used.

Die Hörbarkeit der Phänomene kann sich offensichtlich auf die Hörbarkeit durch das verwendete Mikrofon 2 und nicht auf die Hörbarkeit für einen menschlichen Zuhörer beziehen. Dementsprechend fällt auch die Erfassung von Körperschall, der für einen menschlichen Zuhörer hörbar oder nicht hörbar sein kann, in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung. Diese Geräusche können an einem Motor, dem Stromnetz, den DC-Bus-Kabeln und/oder Sammelschienen im Hörbereich des Mikrofons 1 des Antriebs 2 erzeugt werden. Beispiele für solche Körperschallgeräusche wurden oben genannt und umfassen Phänomene außerhalb des Antriebs 1, die für das Mikrofon 2 am Antrieb 1 hörbar sind. Darüber hinaus kann der Verschleiß eines mit dem Antrieb 1 verbundenen Motors durch Körperschallsignale übertragen werden, z.B. durch ein Motorkabel oder andere Vorrichtungen, die den Motor strukturell mit dem Antrieb 1 verbinden. Weitere Beispiele für Körperschall sind Phänomene an einem üblichen Zwischenkreis wie z.B. lose Kontakte, Resonanzen, Durchbrennen von Sicherungen, Phänomene in Batterien oder dergleichen. Durch die Erfassen von Körperschallsignalen, die von einem gemeinsamen DC-Zwischenkreis übertragen werden, ist es möglich, die Erfindung in Bezug auf andere Geräuschquellen als die am Antrieb 1 selbst vorhandenen leichter zu verwenden. Andere Körperschallsignale, die durch die vorliegende Erfindung verwertet werden können, sind Geräuschsignale, die sich auf Phänomene im Versorgungsnetz des Antriebs 1 beziehen und die mit ähnlichen Problemen in Zusammenhang gebracht werden können, wie sie oben in Bezug auf gewöhnliche Gleichstrombusse beschrieben wurden und lose Kontakte, Resonanzen, Sicherungsverbrennungen und dergleichen umfassen.The audibility of the phenomena can obviously affect the audibility through the microphone used 2 and does not relate to audibility to a human listener. Correspondingly, the detection of structure-borne sound, which may or may not be audible to a human listener, also falls within the scope of the present invention. These noises can occur on a motor, the power grid, the DC bus cables and / or bus bars in the listening area of the microphone 1 of the drive 2 be generated. Examples of such structure-borne noise have been mentioned above and include phenomena outside the drive 1 that for the microphone 2 on the drive 1 are audible. In addition, the wear and tear of one with the drive 1 connected motor are transmitted by structure-borne noise signals, e.g. through a motor cable or other devices that structurally connect the motor to the drive 1 associate. Further examples of structure-borne noise are phenomena in a conventional intermediate circuit such as loose contacts, resonances, fuse blown, phenomena in batteries or the like. By detecting structure-borne noise signals that are transmitted from a common DC link, it is possible to apply the invention to other noise sources than those on the drive 1 even existing easier to use. Other structure-borne noise signals that can be used by the present invention are noise signals that relate to phenomena in the supply network of the drive 1 and which may be associated with problems similar to those described above with respect to ordinary DC buses and including loose contacts, resonances, fuse burns, and the like.

Darüber hinaus erleichtert die Erfassung von Körperschallgeräuschen die Erkennung von Phänomenen, die ihren Ursprung in einer Kundenanwendung haben, die mit dem Antrieb 1 verbunden ist und/oder von diesem angetrieben wird, wobei diese Kundenanwendung vom Antrieb 1 selbst getrennt und unterschiedlich ist.In addition, the detection of structure-borne noise facilitates the detection of phenomena that have their origin in a customer application that works with the drive 1 is connected and / or driven by this, this customer application from the drive 1 itself is separate and distinct.

Die Erfindung ist nicht auf eine der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf vielfältige Weise modifiziert werden.The invention is not restricted to one of the embodiments described above, but can be modified in many ways.

Alle sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ergebenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Details, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl einzeln als auch in den verschiedensten Kombinationen wesentlich für die Erfindung sein.All features and advantages resulting from the claims, the description and the drawings, including structural details, spatial arrangements and method steps, can be essential for the invention both individually and in the most varied of combinations.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Antriebdrive
22
Mikrofonmicrophone
1111
Gehäusecasing

Claims (10)

Antrieb (1) für eine elektrische Anwendung, insbesondere einen Elektromotor, wobei der Antrieb (1) mindestens ein Mikrophon (2) zum Erfassen von am Antrieb (1) auftretenden Geräuschsignalen aufweist, wobei das Mikrophon (2) mit einer Rechnervorrichtung zum Analysieren der erfassten Geräuschsignale durch Vergleichen der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen verbindbar ist.Drive (1) for an electrical application, in particular an electric motor, the drive (1) having at least one microphone (2) for detecting noise signals occurring on the drive (1), the microphone (2) having a computer device for analyzing the detected Sound signals can be connected by comparing the detected sound signals with previously stored sound signals. Antrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen Frontend- oder Eingangsgleichrichter, einen Wechselrichterantrieb, eine Steuerung, einen Frequenzwandler, einen Wechselrichter, einen Konverter und/oder einen Frontend-Antrieb (1) umfasst.Drive (1) Claim 1 , characterized in that the drive comprises a front-end or input rectifier, an inverter drive, a controller, a frequency converter, an inverter, a converter and / or a front-end drive (1). Antrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrofon (2) ein akustisches und/oder ein vibroakustisches Mikrofon und/oder ein Piezosensor und/oder ein Wellensensor (2) ist.Drive (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the microphone (2) is an acoustic and / or a vibroacoustic microphone and / or a piezo sensor and / or a wave sensor (2). Antrieb (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrofon (2) auf einer Leiterplatte des Antriebs (1) integriert ist.Drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the microphone (2) is integrated on a circuit board of the drive (1). Antrieb (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnervorrichtung mit dem einen Mikrofon (2) verbunden ist.Drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the computer device is connected to the one microphone (2). Antrieb (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnervorrichtung mit einem Wartungsrechner verbunden ist.Drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the computer device is connected to a maintenance computer. Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnervorrichtung und/oder der Antrieb (1) durch verbale Eingabe einer Bedienungsperson in das Mikrophon (2) steuerbar ist und/oder dass mehr als ein Mikrophon (2) vorgesehen ist.Drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the computer device and / or the drive (1) can be controlled by verbal input by an operator into the microphone (2) and / or that more than one microphone (2) is provided . Wartungsverfahren, insbesondere ein vorausschauendes Wartungsverfahren, für einen Antrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte • Erfassen der am Antrieb auftretenden Geräuschsignale (1); • Vergleichen der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen; und • Ausgeben von Ausgangssignalen als Funktion des Vergleichs der erfassten Geräuschsignale mit den zuvor gespeicherten Geräuschsignalen.Maintenance method, in particular a predictive maintenance method, for a drive (1) according to one of the Claims 1 until 7th , characterized by the following steps • Detection of the noise signals (1) occurring on the drive; • Compare the recorded noise signals with previously stored noise signals; and • outputting output signals as a function of the comparison of the detected noise signals with the previously stored noise signals. Verfahren zur Feinabstimmung eines Antriebssteuerungsverfahrens eines Antriebs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte • Erfassen der am Antrieb auftretenden Geräuschsignale (1); • Erfassen von Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien der elektrischen Anwendung und/oder des Antriebs (1); • Vergleichen der erfassten Geräuschsignale mit zuvor gespeicherten Geräuschsignalen; • Vergleichen der erfassten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien mit zuvor gespeicherten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien; und • Variieren der Eingangskennlinien als Funktion des Vergleichs der erfassten Geräuschsignale mit den zuvor gespeicherten Geräuschsignalen und/oder als Funktion des Vergleichs der erfassten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien mit zuvor gespeicherten Ausgangs- und/oder Eingangskennlinien, so dass die am Antrieb (1) auftretenden Geräuschsignale minimiert werden und/oder dass die Ausgangskennlinien der elektrischen Anwendung und/oder des Antriebs (1) maximiert werden.Method for fine-tuning a drive control method of a drive (1) according to one of the Claims 1 until 7th , characterized by the following steps • Detection of the noise signals (1) occurring on the drive; • Recording of output and / or input characteristics of the electrical application and / or the drive (1); • Compare the recorded noise signals with previously stored noise signals; • Compare the recorded output and / or input characteristics with previously saved output and / or input characteristics; and • Varying the input characteristics as a function of the comparison of the recorded noise signals with the previously stored noise signals and / or as a function of the comparison of the recorded output and / or input characteristics with previously saved output and / or input characteristics, so that the drive (1) occurring noise signals are minimized and / or that the output characteristics of the electrical application and / or the drive (1) are maximized. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Abtastung einer Motorlast und/oder eine Abtastung einer Motorfrequenz umfasst.Procedure according to Claim 9 , characterized in that it comprises a sampling of a motor load and / or a sampling of a motor frequency.
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